Laservet sarl
Simulation de l’interaction lumière – matière vivante V1.0
Ce modèle utilise la méthode dite de « Monte-Carlo » pour calculer l’absorption et la diffusion de la
lumière dans la matière vivante. Une particule de lumière, souvent appelée improprement
« photon », saute aléatoirement d’une position à une autre à l’intérieur de la matière, en perdant son
énergie, à cause des phénomènes d’absorption et de diffusion. Le programme « lance » une série de
particules de lumière à partir du point origine et recueille l’énergie perdue dans une série de cellules.
La méthode de Mont-Carlo est beaucoup plus rapide que les méthodes par éléments finis car elle
n’effectue qu’un échantillonnage du modèle physique.
Le résultat est affiché graphiquement. L’énergie contenue dans chaque cellule située dans un plan
passant par l’axe de symétrie du faisceau incident est visualisée sous forme d’un carré plus ou moins
lumineux.
Lorsque l’impulsion lumineuse réelle est de courte durée, le graphique représente l’élévation
instantanée de la température.
La longueur des sauts et leur direction sont déterminés aléatoirement. Le programme utilise la
variable aléatoire générée par le logiciel. Cette variable est initialisée différemment chaque fois qu’on
lance le calcul. Chaque essais est donc différent.
Le programme permet de choisir la façon dont les particules de lumière sont lancées.
Paramètres de la matière
La matière est caractérisée par les paramètres suivants :
µa coefficient d’absorption [cm-1] . La lumière est d’autant plus absorbée que µa est grand
µs coefficient de diffusion [cm-1]. La lumière est d’autant plus fortement diffusée que µs est grand
g facteur d’anisotropie. g =0 à diffusion isotrope
Les sauts successifs d’une particule de lumière tiennent compte de l’anisotropie de la diffusion. La
probabilité d’un saut dans une direction dépend de l’angle de déflection ? avec la direction incidente
(modèle Henyey-Greenstein) et du coefficient de diffusion.
1 - g
g- 2 g cos
2 3/2
θ )
θ) =
L’angle azimutal ? est distribué uniformément entre 0 et 2p
La longueur des sauts est distribuée selon une loi exponentielle pour tenir compte de l’absorption et
de la diffusion de la lumière. La matière elle-même est isotrope.